ผังงาน (Flowchart)

ความหมายของผังงาน

ผังงาน (Flowchart) คือ รูปภาพ (Image) หรือสัญลักษณ์(Symbol) ที่ใช้เขียนแทนขั้นตอน คำอธิบาย ข้อความ หรือคำพูด ที่ใช้ในอัลกอริทึม (Algorithm) เพราะการนำเสนอขั้นตอนของงานให้เข้าใจตรงกัน ระหว่างผู้เกี่ยวข้อง ด้วยคำพูด หรือข้อความทำได้ยากกว่า

ผังงานแบ่งได้ 2 ประเภท
1. ผังงานระบบ (System Flowchart)
คือ ผังงานที่แสดงขั้นตอนการทำงานในระบบอย่างกว้าง ๆ แต่ไม่เจาะลงในระบบงานย่อย
2. ผังงานโปรแกรม (Program Flowchart)
คือ ผังงานที่แสดงถึงขั้นตอนในการทำงานของโปรแกรม ตั้งแต่รับข้อมูล คำนวณ จนถึงแสดงผลลัพธ์

ประโยชน์ของผังงาน
1. ทำให้เข้าใจ และแยกแยะปัญหาได้ง่าย (Problem Define)
2. แสดงลำดับการทำงาน (Step Flowing)
3. หาข้อผิดพลาดได้ง่าย (Easy to Debug)
4. ทำความเข้าใจโปรแกรมได้ง่าย (Easy to Read)
5. ไม่ขึ้นกับภาษาใดภาษาหนึ่ง (Flexible Language)

ที่มา : http://www.thaiall.com/flowchart/

วิธีการเขียนผังงานที่ดี • ใช้สัญลักษณ์ตามที่กำหนดไว้ • ใช้ลูกศรแสดงทิศทางการไหลของข้อมูลจากบนลงล่าง หรือจากซ้ายไปขวา • คำอธิบายในภาพควรสั้นกระทัดรัด และเข้าใจง่าย • ทุกแผนภาพต้องมีลูกศรแสดงทิศทางเข้า – ออก • ไม่ควรโยงเส้นเชื่อมผังงานที่อยู่ไกลมาก ๆ ควรใช้สัญลักษณ์จุดเชื่อมต่อแทน • ผังงานควรมีการทดสอบความถูกต้องของการทำงานก่อนนำไปเขียนโปรแกรม    รูปแบบการเขียนผังงาน การเขียนผังงานมี 3 รูปแบบ  คือ 1. การทำงานแบบตามลำดับ(Sequence) : รูปแบบการเขียนโปรแกรมที่ง่ายที่สุดคือ เขียนให้ทำงานจากบนลงล่าง เขียนคำสั่งเป็นบรรทัด และทำทีละบรรทัดจากบรรทัดบนสุดลงไปจนถึงบรรทัดล่างสุด สมมติให้มีการทำงาน 3 กระบวนการคือ อ่านข้อมูล คำนวณ และพิมพ์ 2.  การเลือกกระทำตามเงื่อนไข(Decision or Selection) : การตัดสินใจ หรือเลือกเงื่อนไขคือ เขียนโปรแกรมเพื่อนำค่าไปเลือกกระทำ โดยปกติจะมีเหตุการณ์ให้ทำ 2 กระบวนการ คือเงื่อนไขเป็นจริงจะกระทำกระบวนการหนึ่ง และเป็นเท็จจะกระทำอีกกระบวนการหนึ่ง แต่ถ้าซับซ้อนมากขึ้น จะต้องใช้เงื่อนไขหลายชั้น เช่นการตัดเกรดนักศึกษา เป็นต้น ตัวอย่างผังงานนี้ จะแสดงผลการเลือกอย่างง่าย เพื่อกระทำกระบวนการเพียงกระบวนการเดียว 3. การทำซ้ำ(Repeation or Loop) : การทำกระบวนการหนึ่งหลายครั้ง โดยมีเงื่อนไขในการควบคุม หมายถึงการทำซ้ำเป็นหลักการที่ทำความเข้าใจได้ยากกว่า 2 รูปแบบแรก เพราะการเขียนโปรแกรมแต่ละภาษา จะไม่แสดงภาพอย่างชัดเจนเหมือนการเขียนผังงาน ผู้เขียนโปรแกรมต้องจินตนาการด้วยตนเอง การเขียน Flowchart อย่างแรกเลยที่เราต้องรู้จัก  คือ Algorithm (และต้องเขียนให้เป็นเพราะต้องใช้ตลอด ข้อสอบ Final ของ Intro ก็ประมาณนี้นะมีเขียน Flowchart) Algorithm  คือ กระบวนการแก้ปัญหาที่สามารถเข้าใจได้ มีลำดับหรือวิธีการในการแก้ไขปัญหาใดปัญหาหนึ่งอย่างเป็นขั้นเป็นตอนและ ชัดเจน เมื่อนำเข้าอะไร แล้วจะต้องได้ผลลัพธ์เช่นไร เช่น เวลาเราจะเดินทางไปโรงเรียน(เปรียบเสมือนปัญหา คือต้องการไปโรงเรียน) ต้องทำอย่างไรบ้าง เพื่อจะไปถึงโรงเรียน(ผลลัพธ์ ที่ต้องการ)  ยกตัวอย่าง วิธีที่ 1 1.นั่งรถวินมอเตอร์ไซค์ไปปากซอย 2.นั่งรถสองแถวไปเคหะบางพลี 3.ถึงโรงเรียน วิธีที่ 2 1.เดินจากบ้านไปปากซอย 2.นั่งรถเมล์ไปโรงเรียน 3.ถึงโรงเรียน วิธีที่ 3 1.นั่ง Taxi ไปโรงเรียน 2.ถึงโรงเรียน จะสังเกตได้ว่า ใน 1 ปัญหา มีวิธีแก้ไขหลายวิธี แต่ละคนอาจจะคิดวิธีแก้ไขปัญหา(Algorithm) แตกต่างกันออกไป (จากตัวอย่างบางคนอาจจะอาศัยรถคนอื่นไปก็ได้จริงมั้ยค่ะ) เมื่อเรารู้จัก Algorithm แล้ว เราก็เอา Algorithm ที่เราคิดได้ ไปเขียนเป็น Flowchart (ตามลำดับขั้นตอนของ Algorithm) ที่มา : http://www.numsai.com/ สัญลักษณ์ผังงาน การเขียนผังงานจะประกอบไปด้วยการใช้สัญลักษณ์มาตรฐานต่าง ๆ ที่เรียกว่า สัญลักษณ์ ANSI ( American National Standards Institute ) ในการสร้างผังงาน ดังตัวอย่างที่แสดงในรูปต่อไปนี้ จุดเริ่มต้น / สิ้นสุดของโปรแกรม ลูกศรแสดงทิศทางการทำงานของโปรแกรมและการไหลของข้อมูล ใช้แสดงคำสั่งในการประมวลผล หรือการกำหนดค่าข้อมูลให้กับตัวแปร แสดงการอ่านข้อมูลจากหน่วยเก็บข้อมูลสำรองเข้าสู่หน่วยความจำหลักภายใน เครื่องหรือการแสดงผลลัพธ์จากการประมวลผลออกมา การตรวจสอบเงื่อนไขเพื่อตัดสินใจ โดยจะมีเส้นออกจารรูปเพื่อแสดงทิศทางการทำงานต่อไป เงื่อนไขเป็นจริงหรือเป็นเท็จ แสดงผลหรือรายงานที่ถูกสร้างออกมา แสดงจุดเชื่อมต่อของผังงานภายใน หรือเป็นที่บรรจบของเส้นหลายเส้นที่มาจากหลายทิศทางเพื่อจะไปสู่ การทำงานอย่างใดอย่างหนึ่งที่เหมือนกัน การขึ้นหน้าใหม่ ในกรณีที่ผังงานมีความยาวเกินกว่าที่จะแสดงพอในหนึ่งหน้า   ผังงานกับชีวิตประจำวัน การทำงานหลายอย่างในชีวิตประจำวัน จะมีลักษณะที่เป็นลำดับขั้นตอน ซึ่งก่อนที่ท่านจะได้ศึกษาวิธีการเขียนผังงานโปรแกรม จะแนะนำให้ท่านลองฝึกเขียนผังงานที่แสดงการทำงานในชีวิตประจำวันวันก่อนเพื่อเป็น การสร้างความคุ้นเคยกับสัญลักษณ์รูปภาพต่าง ๆ ที่จะมีใช้ในผังงานโปรแกรมต่อไป ดัง ตัวอย่าง 1 เขียนผังงานที่แสดงขั้นตอนการส่งจดหมาย รูปที่ 2 แสดงการเขียนผังงานที่แสดงขั้นตอนการส่งจดหมาย ตัวอย่างที่ 2 เขียนผังงานแสดงวิธีการรับประทานยา ที่แบ่งขนาดรับประทานตามอายุของผู้ทานดังนี้ • อายุมากกว่า 10 ปี รับประทานครั้งละ 2 ช้อนชา • อายุมากกว่า 3 ปี ถึง 10 ปี รับประทานครั้งละ 1 ช้อนชา • อายุมากกว่า 1 ปี ถึง 3 ปี รับประทานครั้งละ 1/2 ช้อนชา • แรกเกิดถึง 1 ปี ห้ามรับประทาน รูปที่ 3 แสดงการเขียนผังงานแสดงวิธีการรับประทานยา โครงสร้างการทำงานแบบมีการเลือก ( Selection ) เป็นโครงสร้างที่ใช้การตรวจสอบเงื่อนไขเพื่อการทำงานอย่างใดอย่างหนึ่ง โดยโครงสร้างแบบนี้จะมีอยู่ด้วยกัน 2 รูปแบบ คือ IF – THEN – ELSE และ IF – THEN รูปที่4 แสดงโครงสร้างผังงานแบบมีการเลือก โครงสร้างแบบ IF – THEN – ELSE เป็นโครงสร้างที่จะทำการเปรียบเทียบเงื่อนไขที่ใส่ไว้ในส่วนหลังคำว่า IF และเมื่อได้ผลลัพธ์จากการเปรียบเทียบก็จะเลือกว่าจะทำงานต่อในส่วนใด กล่าวคือถ้าเงื่อนไขเป็นจริง ( TRUE ) ก็จะเลือกไปทำงานต่อที่ส่วนที่อยู่หลัง THEN แต่ถ้าเงื่อนไขเป็นเท็จ ( FALSE ) ก็จะไปทำงานต่อในส่วนที่อยู่หลังคำว่า ELSE แต่ถ้าสำหรับโครงสร้างแบบ IF – THEN เป็นโครงสร้างที่ไม่มีการใช้ ELSE ดังนั้น ถ้ามีการเปรียบเทียบเงื่อนไขที่อยู่หลัง IF มีค่าเป็นจริง ก็จะไปทำส่วนที่อยู่หลัง Then แต่ถ้าเงื่อนไขเป็นเท็จ ก็จะไปทำคำสั่งที่อยู่ถัดจาก IF – THEN แทน ตัวอย่าง 3 การเขียนผังงานอ่านค่าข้อมูลเข้ามาเก็บไว้ในตัวแปร A และ B แล้วทำการเปรียบเทียบในตัวแปรทั้งสอง โดยมีเงื่อนไขดังนี้ • ถ้า A มากกว่า B ให้คำนวณหาค่า A – B และเก็บผลลัพธ์ไว้ในตัวแปรชื่อ RESULT • ถ้า A น้อยกว่าหรือเท่ากับ B ให้คำนวณหาค่า A + B และเก็บผลลัพธ์ไว้ในตัวแปรชื่อ RESULT รูปที่ 3 แสดงการเขียนผังงานอ่านค่าข้อมูล ตัวอย่าง 4 การเขียนผังงานเปรียบเทียบค่าข้อมูลที่เก็บอยู่ในตัวแปร X โดยมีเงื่อนไขดังนี้ • ถ้า X > 0 ให้พิมพ์คำว่า ” POSITIVE NUMBER ” • ถ้า X < 0 ให้พิมพ์คำว่า ” NEGATIVE NUMBER ” • ถ้า X = 0 ให้พิมพ์คำว่า ” ZERO NUMBER ” รูปที่ 4 แสดงการเขียนผังงานเปรียบเทียบค่าข้อมูล โครงสร้างการทำงานแบบมีการทำงานซ้ำ เป็นโครงสร้างที่มีการประมวลผลกลุ่มคำสั่งซ้ำหลายครั้ง ตามลักษณะเงื่อนไขที่กำหนด อาจเรียก การทำงานซ้ำแบบนี้ได้อีกแบบว่า การวนลูป ( Looping ) โครงสร้างแบบการทำงานซ้ำนี้จะมีอยู่ 2 ประเภท คือ • DO WHILE • DO UNTIL DO WHILE เป็นโครงสร้างที่มีการทดสอบเงื่อนไขก่อน ถ้าเงื่อนไขเป็นจริงก็จะเข้ามาทำงานในกลุ่มคำสั่งที่ต้องทำซ้ำ ซึ่งเรียกว่าการเข้าลูป หลังจากนั้นก็จะย้อนกลับไปตรวจสอบเงื่อนไขใหม่อีก ถ้าเงื่อนไขยังคงเป็นจริงอยู่ ก็ยังคงต้องทำกลุ่มคำสั่งซ้ำหรือเข้าลูปต่อไปอีก จนกระทั่งเงื่อนไขเป็นเท็จ ก็จะออกจากลูปไปทำคำสั่งถัดไปที่อยู่ถัดจาก DO WHILE หรืออาจเป็นการจบการทำงาน แสดงโครงสร้างการทำงานซ้ำแบบ DO WHILE DO UNTIL เป็นโครงสร้างการทำงานแบบทำงานซ้ำเช่นกัน แต่มีการทำงานที่แตกต่างจาก DO WHILE คือจะมีการเข้าทำงานกลุ่มคำสั่งที่อยู่ภายในลูปก่อนอย่างน้อย 1 ครั้ง แล้วจึงจะไปทดสอบเงื่อนไข ถ้าเงื่อนไขเป็นเท็จก็จะมีการเข้าทำกลุ่มคำสั่งที่ต้องทำซ้ำอีก หลังจากนั้นก็จะย้อนกลับไปตรวจสอบเงื่อนไขใหม่อีก ถ้าเงื่อนไขยังคงเป็นเท็จอยู่ ก็ยังต้องทำกลุ่มคำสั่งซ้ำหรือเข้าลูปต่อไปอีก จนกระทั่งเงื่อนไขเป็นจริง จึงจะออกจากลูปไปทำคำสั่งถัดจาก UNTIL หรืออาจเป็นการจบการทำงาน แสดงโครงสร้างการทำงานซ้ำแบบ DO UNTIL สรุปข้อแตกต่างระหว่าง DO WHILE และ DO UNTIL มีดังนี้ 1. DO WHILE ในการทำงานครั้งแรกจะต้องมีการตรวจสอบเงื่อนไขก่อนทุกครั้ง ก่อนที่จะมีการเข้ลูปการทำงาน 2. DO UNTIL การทำงานครั้งแรกจะยังไม่มีการตรวจสอบเงื่อนไข แต่จะเข้าไปทำงานในลูปก่อนอย่างน้อย 1 ครั้งแล้วจึงจะไปตรวจสอบเงื่อนไข 3. DO WHILE จะมีการเข้าไปทำงานในลูปก็ต่อเมื่อตรวจสอบเงื่อนไขแล้วพบว่า เงื่อนไขเป็นจริง แต่เมื่อพบว่าเงื่อนไขเป็นเท็จ ก็จะออกจากลูปทันที 4. DO UNTIL จะมีการเข้าไปทำงานในลูปก็ต่อเมื่อตรวจสอบเงื่อนไขแล้วพบว่า เงื่อนไขเป็นเท็จ แต่เมื่อพบว่าเงื่อนไขเป็นจริง ก็จะออกจากลูปทันที ตัวอย่าง 5 จงเขียนผังงานแสดงการเพิ่มของข้อมูลตัวเลขที่เก็บอย่ในหน่วยความจำที่แอดเดรส 1 โดยที่ค่าเริ่มต้นจาก 0 ให้ทำการเพิ่มค่าทีละ 1 เรื่อยไปจนกระทั่ง J มีค่าข้อมูลมากกว่า 100 จึงหยุดการทำงาน ตัวอย่างนี้ เป็นตัวอย่างการทำงานแบบทำซ้ำ ซึ่งจะสามารถแสดงการเขียนได้ทั้งแบบ DO WHILE และ DO UNTIL ดังนี้ แสดงตัวอย่างการใช้ DO WHILE และ DO UNTIL

ที่มา : http://www.bcoms.net/system_analysis/lesson63.asp